package com.sheng.leetcode.year2022.month08.day02;

import org.junit.Test;

/**
 * @author liusheng
 * @date 2022/08/02
 *
 * 622. 设计循环队列
 *
 * 设计你的循环队列实现。 循环队列是一种线性数据结构，其操作表现基于 FIFO（先进先出）原则并且队尾被连接在队首之后以形成一个循环。它也被称为“环形缓冲器”。
 * 循环队列的一个好处是我们可以利用这个队列之前用过的空间。在一个普通队列里，一旦一个队列满了，我们就不能插入下一个元素，
 * 即使在队列前面仍有空间。但是使用循环队列，我们能使用这些空间去存储新的值。
 *
 * 你的实现应该支持如下操作：
 *
 * MyCircularQueue(k): 构造器，设置队列长度为 k 。
 * Front: 从队首获取元素。如果队列为空，返回 -1 。
 * Rear: 获取队尾元素。如果队列为空，返回 -1 。
 * enQueue(value): 向循环队列插入一个元素。如果成功插入则返回真。
 * deQueue(): 从循环队列中删除一个元素。如果成功删除则返回真。
 * isEmpty(): 检查循环队列是否为空。
 * isFull(): 检查循环队列是否已满。
 *
 * 示例：
 *
 * MyCircularQueue circularQueue = new MyCircularQueue(3); // 设置长度为 3
 * circularQueue.enQueue(1);  // 返回 true
 * circularQueue.enQueue(2);  // 返回 true
 * circularQueue.enQueue(3);  // 返回 true
 * circularQueue.enQueue(4);  // 返回 false，队列已满
 * circularQueue.Rear();  // 返回 3
 * circularQueue.isFull();  // 返回 true
 * circularQueue.deQueue();  // 返回 true
 * circularQueue.enQueue(4);  // 返回 true
 * circularQueue.Rear();  // 返回 4
 *
 * 提示：
 *
 * 所有的值都在 0 至 1000 的范围内；
 * 操作数将在 1 至 1000 的范围内；
 * 请不要使用内置的队列库。
 *
 * 来源：力扣（LeetCode）
 * 链接：https://leetcode.cn/problems/design-circular-queue
 * 著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。
 */
public class LeetCode0622 {

    @Test
    public void test01() {
        // 设置长度为 3
        MyCircularQueue circularQueue = new MyCircularQueue(3);
        // 返回 true
        System.out.println(circularQueue.enQueue(1));
        // 返回 true
        System.out.println(circularQueue.enQueue(2));
        // 返回 true
        System.out.println(circularQueue.enQueue(3));
        // 返回 false，队列已满
        System.out.println(circularQueue.enQueue(4));
        // 获取队尾元素，返回 3
        System.out.println(circularQueue.Rear());
        // 返回 true
        System.out.println(circularQueue.isFull());
        // 删除元素，返回 true
        System.out.println(circularQueue.deQueue());
        // 返回 true
        System.out.println(circularQueue.enQueue(4));
        // 获取队尾元素，返回 4
        System.out.println(circularQueue.Rear());
    }

}
class MyCircularQueue {

    /**
     * 循环队列
     */
    LoopQueue root;

    /**
     * 构造器，设置队列长度为k
     *
     * @param k 初始化队列长度
     */
    public MyCircularQueue(int k) {
        root = new LoopQueue(k);
    }

    /**
     * 向循环队列插入一个元素，插入成功返回true
     *
     * @param value 插入的元素
     * @return true/false
     */
    public boolean enQueue(int value) {
        if (isFull()) {
            return false;
        }
        root.arrays[root.tail] = value;
        root.index = root.tail;
        root.tail = (root.tail + 1) % root.arrays.length;
        root.size++;
        return true;
    }

    /**
     * 向循环队列删除一个元素，删除成功返回true
     *
     * @return true/false
     */
    public boolean deQueue() {
        if (isEmpty()) {
            return false;
        }
        root.arrays[root.head] = null;
        root.head = (root.head + 1) % root.arrays.length;
        root.size--;
        return true;
    }

    /**
     * 从队首获取元素，如果队列为空，返回-1
     *
     * @return 获取的元素值
     */
    public int Front() {
        if (isEmpty()) {
            return -1;
        }
        return root.arrays[root.head];
    }

    /**
     * 队尾获取元素，如果队列为空，返回-1
     *
     * @return 获取的元素值
     */
    public int Rear() {
        if (isEmpty()) {
            return -1;
        }
        return root.arrays[root.index];
    }

    /**
     * 检查循环队列是否为空
     *
     * @return true/false
     */
    public boolean isEmpty() {
        return root.size == 0;
    }

    /**
     * 检查循环队列是否已满
     *
     * @return true/false
     */
    public boolean isFull() {
        return root.head == (root.tail + 1) % root.arrays.length;
    }
}

class LoopQueue {

    /**
     * 数组
     */
    Integer[] arrays;

    /**
     * 头结点
     */
    Integer head;

    /**
     * 尾结点
     */
    Integer tail;

    /**
     * 当前数组内元素的数量
     */
    Integer size;

    /**
     * 数组最后一个元素的下标
     */
    Integer index;

    public LoopQueue(Integer initLength) {
        this.arrays = new Integer[initLength + 1];
        head = 0;
        tail = 0;
        size = 0;
    }
}

/**
 * Your MyCircularQueue object will be instantiated and called as such:
 * MyCircularQueue obj = new MyCircularQueue(k);
 * boolean param_1 = obj.enQueue(value);
 * boolean param_2 = obj.deQueue();
 * int param_3 = obj.Front();
 * int param_4 = obj.Rear();
 * boolean param_5 = obj.isEmpty();
 * boolean param_6 = obj.isFull();
 */
